基于同步扫描相机的荧光寿命测量系统研究

建立一台基于同步扫描相机的双光子激发荧光寿命显微测量系统,同步扫描相机的重复工作频率为76 MHz,利用钛宝石飞秒激光器作为光源,通过可调延时器和标准具对扫描相机的时间分辨率、扫描速度以及非线性等进行标定.该系统的时间分辨率为9 ps,非线性小于4%,量程为2.8 ns.测量了荧光染料Rose Bengal(RsB)的荧光衰减曲线,通过最小二乘法对荧光的衰减曲线进行拟合,得到RsB的荧光寿命为763 ps,与标准荧光染料对比一致.     

激光雷达三维成像系统的研究

根据相位法测距原理,论述了用激光雷达获取三维视觉信息的技术,对主要部件进行了讨论,研制成功适合于地面智能机器人导航的激光雷达三维成像系统,其视场范围为６０°×３０°,测距范围为 ３０ｍ ,距离图像空间分辨率为１４′×１４′,测距精度在３～３０ ｍ 范围内优于８ ｃｍ ．     

X射线皮秒分幅相机的研制

研制4微带X射线皮秒分幅相机,其微带阴极宽度为6 mm,由幅值为-1.9 kV,宽度为300ps的选通脉冲进行驱动.对X射线皮秒分幅相机进行联调实验,测量相机的固有延迟为42.9 ns,时间分辨率为110 ps,空间分辨率为17.86 lp/mm.由静态空间分辨率图像获得了分幅相机的调制传递函数曲线.     

基于单目相机和多线激光雷达的联合标定方法研究

目的 针对相机和激光雷达之间的外参标定问题,为了减少两者的标定误差,得到更高的标定精度,方法 提出一种基于非线性优化的联合标定方法。首先拍摄不同角度的棋盘格标定板图像,采集足够多数据后利用工具包进行相机内参标定,得到单目相机内参;然后在激光点云和图像中检测标定板的角点特征坐标,激光点云下的角点坐标由提取的标定板点云数据和其几何特征获得,通过拟合出的图形由上至下、由左至右确定图形顶点坐标及标定板行列数,可得到各角点坐标;相机角点特征坐标采用FAST角点检测,利用角点灰度信息确定角点坐标;根据点云检测特征点到图像投影误差构建目标函数,将外参求解转化为最小二乘问题;最后通过基于列文伯格-马夸尔特的非线性优化算法,迭代求解得到最优外参。结果 最终平均标定投影误差为1.29像素,最大投影误差为2.46像素,最小投影误差为0.70像素,标准差为0.57像素。结论 根据标定的外参将点云投影至图像上可知,标定结果较好,并将结果运用到实际场景下视觉和激光雷达融合的SLAM算法中,运动轨迹平滑且与地图保持高度一致,本文方法标定过程简单,不需要棋盘格的真实物理尺寸,满足使用要求。     

基于全景相机和全向激光雷达的致密三维重建

为了实现360°全景三维重建,提出一种基于全景相机和全向激光雷达的联合标定和数据融合方法.采用二维平面靶标进行联合标定,克服传统方法中提取雷达数据边缘信息不精确导致的误差,并且标定过程简单.在此基础上,提出一种基于超像素分割的致密三维重建算法,得到与物体平面一致的超像素块分割结果,根据超像素块内三维点估算物体平面,推算每个像素的深度信息,得到致密的三维重建信息.结果表明,该算法标定结果精确,三维重建景物轮廓清晰,色彩对应准确.     

无扫描激光三维成像系统的建模与仿真

当前的像增强器耦合型CCD(ICCD)模型主要针对微光成像系统,无法直接用于三维成像系统.在三维成像系统中,像增强器不再工作于高增益状态,而且增益非线性对测量结果有很大影响.为此,改进ICCD模型中的噪声模型,采用非线性增益模型.针对光源强度和像增强器增益均随时间变化,对模型进行时间离散化处理.结合光照模型和物体三维数据进行系统仿真和定量分析.结果表明,增加CCD势阱容量、减小微通道板(MCP)增益、增大光源功率,可以提高信噪比,从而提高测量精度,同时需要提高快门速度、光源调制度,并抑制环境光影响.     

超声波B／C扫描成像系统

阐述了在超声探伤仪原理基础上,采用计算机技术研制的B/C扫描成像系统的原理及软件技术。     

利用光子累计改善成像激光雷达的信噪比方法

介绍了采用光子计数探测的1064nm激光雷达系统。理论分析了光子计数探测技术和信噪比的改善，实验研究了改善信噪比的脉冲累计方法。实验给出了光子累计脉冲与信噪比之间的平方根关系，同时给出了不同距离下的探测结果，数据表明：当光子累计脉冲提高到原来的4倍时，信噪比达到平均1．89倍的增强。     

大气湍流对CO2激光雷达成像的影响

系统分析了大气湍流对激光雷达系统的影响，重点研究了湍流导致的目标表面闪烁，利用扩展Ｈｕｙｇｅｎｓ－Ｆｒｅｓｎｅｌ原理建立了大气传播模型，并利用计算机模拟了湍闪烁 成像失真，并提出了提高成像质量的方法。     

一种适合逆合成孔径激光雷达的成像算法

逆合成孔径激光雷达是主动式有源成像雷达,能够实现高速运动物体的实时高分辨成像。但传统R-D算法很难得到目标的二维高分辨图像。提出一种适合逆合成孔径激光雷达成像的算法,通过时频分析法分析逆合成孔径激光雷达的回波信号特征,对光外差探测后的回波信号进行重排Wigner分布和Radon变换的处理,估计出目标的运动速度,通过构造有效的补偿因子,实现对目标的二维高分辨率成像。通过仿真实验得到了分辨率更高的图像,验证了此方法的有效性。     

多量程X射线条纹相机研制

为满足惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)等离子体诊断的需求,研制多档位X射线条纹相机.该相机工作面积为25 mm×2 mm,8个工作量程,扫描速度可在16.11～0.11 mm/ns范围内变化,符合技术指标要求.搭建基于波长为266 nm紫外激光器的X射线条纹相机联调实验系统,测试得到相机时间分辨优于45 ps,动态范围达到127,7个扫描速度非线性优于3%.     

锁相环技术在狭缝像机中的应用

锁相环技术在电子技术领域中有着广泛的应用,其功能主要是用来跟踪信号和进行频率合成．本文介绍了锁相环技术在狭缝式高速摄影仪中的实现,即使用锁相环技术控制直流电机,从而使该类设备的控制从传统的完全使用模拟器件提高到使用数字器件的水平．     

超分辨在单脉冲雷达三维成像中的应用

超分辨方法基于信号和噪声的参数化模型,在阵列和统计信号处理中具有重要的意义,在高信噪比的情况下具有比傅里叶变换更高的分辨率．单脉冲成像要求对散射点的幅度相位有较精确的估计,文中利用超分辨算法对散射点的幅度相位进行估计,进而对目标三维成像,成像效果比基于傅里叶变换的方法要好．     

基于单相机和投影仪的静态物体三维数字化研究

物体的三维重建是计算机视觉领域一项重要的研究内容.在单相机和投影仪系统下实现对静态物体的三维重建,首先利用张正友相机标定原理完成对相机和投影仪的标定,然后将格雷码投影到被测物体上,用相机进行图像采集.对采集到的图像进行阴影检测和像素点匹配,最后通过三角化实现物体表面三维点云重建.实验结果证实了本文方法具有可行性.     

脉内聚束SAR方位高分辨率宽测绘带成像

针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像．建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的结论．针对该距离模糊,利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊;并分析了地形起伏对成像结果的影响．脉内聚束SAR利用脉内扫描获得更长的合成孔径,以此实现高的方位分辨率; 同时在采用低脉冲重复频率的情况下,获得宽测绘带,从而实现了高分辨宽测绘带成像．仿真实验结果验证了该方法的有效性．     

基于椭圆包络线算法的探地雷达成像

针对超宽带探地雷达成像算法普遍存在成像模糊、计算量大、不适合实时处理等问题,提出一种基于椭圆包络线算法的探地雷达目标边界成像方法。该算法以不同介质内电磁波运行距离分段相加的方法计算椭圆长轴,使其适用于多层介质下探地雷达目标成像。FDTD数值仿真结果表明,椭圆包络线算法对于浅层目标体边界构造准确,运算速度快,对目标解释更精确。     

管式电凝聚器的特性及对亲水性染料脱色试验研究

针对管式电凝聚器研究了温度、ｐＨ、电流密度、水流速度对电流效率的影响，对亲水性染料（活性艳红Ｘ－３Ｂ）做了脱色试验，考察了上述因素对脱色率的影响，为管式电凝聚器的开发利用提供了一定条件．     

基于松阳隧道的衬砌检测研究

地质雷达作为一种重要的无损检测设备,因其操作简便、分辨率高、图像直观在隧道施工中广泛应用.介绍了地质雷达的工作原理、仪器的使用和数据处理的方法,通过松阳隧道衬砌的检测说明了地质雷达的使用方法,总结分析了其在衬砌检测中的有效性和适用性.     

基于数据场与云模型的多模雷达信号分选算法

针对传统分选算法处理多模雷达信号效果较差的问题,提出一种基于数据场的层次聚类信号分选算法,以克服多模雷达信号分选时存在的"增批"问题.将数据场理论应用于多模雷达辐射源信号的分选,利用数据场势函数划分辐射源信号数据的层次,通过等势图的绘制完成数据的自组织层次聚类.提出一种基于云模型的分选结果有效性评估算法,可在脱离雷达辐射源库的情况下验证信号分选结果的有效性.仿真实验验证了提出算法的有效性.